Sistemi za samodejno razpoznavanje uhljev so v zadnjih letih vse bolj priljubljeni, saj v primerjavi z drugimi rešitvami k biometričnemu razpoznavanju oseb izkazujejo vrsto privlačnih lastnosti. Slike uhljev, ki se uporabljajo v sistemih za samodejno razpoznavanje uhljev, je običajno mogoče pridobiti na enostaven način iz profilnih slik ali video posnetkov oseb. Postopki pridobivanja slikovnih podatkov so brezstični in nevsiljivi, in hkrati ne zahtevajo eksplicitnega sodelovanje oseb pri postopku zajema. V teh pogledih je tehnologija za prepoznavanje uhljev podobna drugimi načinom biometričnega razpoznavanja ki temeljijo, npr. na slikah obrazov ali načinu hoje. Druga privlačna lastnost biometrije uhljev je visoka sposobnost razlikovanja. Nedavne študije so empirično potrdile, da se nekatere značilnosti ušesa razlikujejo celo pri enojajčnih dvojčkih. To dejstvo ima pomembne posledice za aplikacije, povezane z varnostjo, saj omogoča izredno učinkovito razpoznavanje oseb na podlagi slik uhljev, ki se lahko kosa z drugimi (epigenetičnimi) biometričnimi modalnostmi, kot je na primer šarenica. Slike uhljev lahko služijo tudi kot dodatek drugim biometričnim modalnostim v več modalnih sistemih, kadar so drugi viri informacij nezanesljivi ali celo nerazpoložljivi. Kot primer navedimo nadzorne aplikacije, kjer je tehnologija za prepoznavanje obrazov zaradi delne prekritosti obraza ali kota zajema slike pogosto nezanesljiva. V takšnih aplikacijah lahko uhlji služijo kot dodatni vir informacij o identiteti ljudi na nadzornih posnetkih. O pomembnosti in potencialni vrednosti tehnologije prepoznavanja uhljev za več-modalne biometrične sisteme priča tudi število raziskovalnih študij na to temo.
Danes prepoznavanje uhljev predstavlja aktivno raziskovalno področje, za katerega je na voljo več javno dostopnih zbirk podatkov. Kljub raziskovalnim prizadevanjem, usmerjenim v biometrijo uhljev, pa obstaja le malo komercialnih sistemov, ki temeljijo na biometriji ušes. Domnevamo, da je omejena razpoložljivost komercialne tehnologije za prepoznavanje uhljev posledica odprtih problemov, ki do danes še vedno niso ustrezno rešeni. V doktorski disertaciji naslovimo nekaj teh problemov in izzivov ter predlagamo izvirne postopke, s katerimi zagotovimo učinkovito detekcijo in razpoznavanje uhljev v realnih okoljih.
Večina zgodnjih raziskovalnih del na področju biometrije uhljev je bila osredotočena na laboratorijsko okolje, kjer je bila variabilnost videza uhljev omejena. V slikovnih podatkih tako ni bilo večjih razlik v zornem kotu zajema, svetlobnih razmerah, prekrivanju uhljev itd. Metode, razvite za takšna okolja, je težko aplicirati v realnih okoljih, saj se postopki za razpoznavanje uhljev tam soočajo z velikimi spremembami v izgledu ušes zaradi spremenljivih osvetlitev, orientacij glave, prisotnosti okluzij, in drugih podobnih dejavnikov. Ta razlika v karakteristikah slikovnih podatkih je eden od glavnih vzrokov za manjšo učinkovitost obstoječih rešitev v nenadzorovanih okoljih. Manjšo učinkovitost obstoječih rešitev lahko pripišemo tudi pomanjkanju razpoložljivih zbirk uhljev, zajetih v nenadzorovanih okoljih, ki so potrebne za izgradnjo postopkov za detekcijo uhljev kot tudi za razvoj postopkov razpoznavanja.
Poleg naprednejših rešitev za detekcijo in razpoznavanje uhljev, ki učinkovito delujejo tudi v nenadzorovanih okoljih, je eden od ključnih problemov na tem področju tudi razumevanje najpomembnejših slabosti obstoječih rešitev. Ključna raziskovalna vprašanja, ki zahtevajo podrobno analizo so: Kako postopki za razpoznavanje uhljev delujejo pri različnih ločljivostih slik v nenadzorovanih okoljih? Kako občutljive so obstoječi postopki na prisotnost okluzij in različnih dodatkov v uhljih, kot so npr. uhani in slušalke? Ali obstoječi pristopi k prepoznavanju kažejo pristranskost, če so predstavljeni s podobami moških ali žensk? Kako postopki prepoznavanja posplošujejo na slikovne podatke z različnimi lastnostmi? Odgovori na ta vprašanja lahko pripomorejo k prepoznavanju ključnih odprtih težav z obstoječimi pristopi prepoznave uhljev in usmerjanju raziskovalnih aktivnosti v pravo smer.
V doktorskem delu predlagamo več izvirnih prispevkov, ki naslavljajo zgornje probleme in raziskovalna vprašanja in jih lahko povzamemo v naslednjih treh skupinah:
1. Predstavljamo nove postopke za detkecijo uhljev, ki delujejo v nenadzorovanih okoljih in v postopku detekcije upoštevajo tudi slikovni kontekst.
2. Predlagamo nov model za razpoznavanje uhljev, ki upošteva tako lokalno, kot tudi globalno informacijo o izgledu uhljev.
3. Predstavimo novo zbirko slik uhljev, zajeto v nenadzorovanih razmerah.
Čeprav so prispevki namenjeni predvsem sistemom za razpoznavanje uhljev, so številne predstavljene rešitve uporabne tudi za druge biometrične modalnosti.
|